package leetcode.code;

import java.util.*;

/**
 * 给定两个以升序排列的整形数组 nums1 和 nums2, 以及一个整数 k。
 *
 * 定义一对值 (u,v)，其中第一个元素来自 nums1，第二个元素来自 nums2。
 *
 * 找到和最小的 k 对数字 (u1,v1), (u2,v2) ... (uk,vk)。
 *
 * 示例 1:
 *
 * 输入: nums1 = [1,7,11], nums2 = [2,4,6], k = 3
 * 输出: [1,2],[1,4],[1,6]
 * 解释: 返回序列中的前 3 对数：
 *      [1,2],[1,4],[1,6],[7,2],[7,4],[11,2],[7,6],[11,4],[11,6]
 * 示例 2:
 *
 * 输入: nums1 = [1,1,2], nums2 = [1,2,3], k = 2
 * 输出: [1,1],[1,1]
 * 解释: 返回序列中的前 2 对数：
 *      [1,1],[1,1],[1,2],[2,1],[1,2],[2,2],[1,3],[1,3],[2,3]
 * 示例 3:
 *
 * 输入: nums1 = [1,2], nums2 = [3], k = 3
 * 输出: [1,3],[2,3]
 * 解释: 也可能序列中所有的数对都被返回:[1,3],[2,3]
 *
 * 来源：力扣（LeetCode）
 * 链接：https://leetcode-cn.com/problems/find-k-pairs-with-smallest-sums
 */
public class 查找和最小的K对数字 {

    /**
     * 堆
     * 先弹出最小的一对数 ，然将有可能第二小的数对压入
     */
    public List<List<Integer>> kSmallestPairs_2(int[] nums1, int[] nums2, int k) {
        int n1 = nums1.length, n2 = nums2.length;

        // 优先级队列
        PriorityQueue<int[]> pq = new PriorityQueue<>((o1, o2) -> (nums1[o1[0]]+nums2[o1[1]]) - (nums1[o2[0]]+nums2[o2[1]]));
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();

        if (n1 == 0 || n2 == 0 || k == 0) return result;
        // （0,0）...（n1,0）有序进入队列
        for (int i = 0; i < n1; i++) pq.offer(new int[]{i, 0});

        while(pq.size() > 0 && k > 0) {
            // 取出队首 也就是最小的
            int[] pair = pq.poll();
            // 那么第二小的一定是 例如 取出[0,0] 那么次小的在[0,1]和[1,0]之间 而[1,0]已经在队列中
            // [3,1]也是同理 [4,1]一定大于[4,0]所以次小是 [3,2]和[4,0]
            if (pair[1] + 1 < n2) pq.offer(new int[]{pair[0], pair[1]+1});
            List<Integer> temp = new ArrayList<>();
            temp.add(nums1[pair[0]]);
            temp.add(nums2[pair[1]]);
            result.add(temp);
            k--;
        }

        return result;
    }


    /**
     * 暴力求解
     * @param nums1
     * @param nums2
     * @param k
     * @return
     */
    public static List<List<Integer>> kSmallestPairs(int[] nums1, int[] nums2, int k) {

        List<List<Integer>> r = new LinkedList<>();

        int ni = nums1.length;
        int nj = nums2.length;
        int[][] tmp = new int[ni*nj][2];
        if (ni == 0 || nj == 0){
            return r;
        }
        int t = 0;
        for (int i = 0; i < ni; i++){
            for (int j = 0; j < nj;j++){
                tmp[t] = new int[]{nums1[i], nums2[j]};
                t++;
            }
        }
        sort(tmp, 0, tmp.length-1);
        for (int i = 0; i < k && i < tmp.length; i++){
            List<Integer> tl = new ArrayList<>(2);
            tl.add(tmp[i][0]);
            tl.add(tmp[i][1]);
            r.add(tl);
        }
        return r;
    }

    private static void sort(int[][] a, int low, int high){
        if (low < high){
            int start = low;
            int end = high;
            int[] tmp = a[low];
            while (low < high){
                while (low < high && bigger(a[high], tmp)){
                    high--;
                }
                a[low] = a[high];
                while (low < high && bigger(tmp, a[low])){
                    low++;
                }
                a[high] = a[low];
            }
            a[low] = tmp;
            sort(a, start, low-1);
            sort(a, high+1, end);
        }
    }

    private static boolean bigger(int[] a, int[]b){
        return a[0]+a[1] >= b[0]+b[1];
    }

    public List<List<Integer>> kSmallestPairs_1(int[] nums1, int[] nums2, int k) {
        int n1 = nums1.length, n2 = nums2.length;
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();


        if (n1 == 0 || n2 == 0 || k == 0) return result;

        int[][] arr = new int[n1 * n2][2];
        int idx = 0;

        for (int i = 0; i < n1; i++) {
            for (int j = 0; j < n2; j++) {
                arr[idx][0] = nums1[i];
                arr[idx][1] = nums2[j];
                idx++;
            }
        }

        // 可以多使用这个工具！！！
        Arrays.sort(arr, (o1, o2) -> (o1[0] + o1[1]) - (o2[0] + o2[1]));

        for (int i = 0; i < Math.min(k, arr.length); i++) {
            List<Integer> temp = new ArrayList<>();
            temp.add(arr[i][0]);
            temp.add(arr[i][1]);
            result.add(temp);
        }

        return result;
    }

    public static void main(String[] args){
        int a[] = new int[]{1,2,3};
        int b[] = new int[]{1,1,2};
        List z = kSmallestPairs(a,b,2);
        System.out.println(z);
    }

}
